Estudando a função cerebral em crianças usando magnetoencefalografia

Os dados me pediátricos do MEG são muitas vezes complicados por artefatos de movimento da cabeça. Este novo protocolo oferece uma demonstração abrangente de como reduzimos o movimento da cabeça enquanto coletamos dados MEG de crianças pequenas. A implementação dos procedimentos infantis descritos em nosso protocolo é importante para melhorar a qualidade dos dados, minimizar os estudos longitudinais de taxa de atrito dos participantes e garantir que as famílias tenham uma experiência positiva de participação na pesquisa.

Este protocolo pode ser aplicado ao avaliar crianças pequenas com outros sistemas de neuroimagem, como fMRI ou PET, onde reduzir o movimento da cabeça durante a varredura também é fundamental para a qualidade dos dados. Para iniciar esse procedimento, forneça às famílias recursos para aprender sobre magnetoencefalografia, ou MEG, antes de visitar o laboratório MEG, como um storyboard detalhando as etapas envolvidas na conclusão do experimento MEG e uma folha de informações meg para pais ou cuidadores. Posteriormente, leve a criança em um passeio pela sala magneticamente blindada, ou MSR, que abriga o sistema MEG pediátrico, que é decorado em arte de parede relacionada ao espaço para reforçar o tema da missão espacial.

Peça para a criança praticar deitada com a cabeça na porta do capacete. Então, diga à criança para mentir o mais quieto possível para que a espaçonave permaneça no curso e possa chegar ao seu destino final. Para digitalização, direcione a criança para sentar em uma cadeira alta e encaixá-las com uma tampa de natação de poliéster contendo cinco bobinas de marcador, que enviam dados para uma unidade de rastreamento de movimento contínuo.

Adapte as tampas de encaixe soltas dobrando as laterais. Coloque um transmissor e três receptores ao redor do pescoço da criança. Peça à criança para demonstrar sua melhor pose de estátua e oferecer reforço positivo frequente enquanto elas permanecem paradas.

Isso serve para minimizar o movimento da cabeça durante a digitalização que pode comprometer a precisão da coregistração subsequente entre a cabeça da criança e os sensores MEG. Use um digitalizador de caneta para registrar a posição de três pontos fiduciais e as cinco bobinas de marcador, bem como a forma da superfície da cabeça. Esses dados são usados para determinar posteriormente a posição da cabeça da criança em relação aos sensores MEG.

No final do procedimento, remova a tampa, o transmissor e três receptores do pescoço da criança. Em seguida, leve a criança para a sala que abriga o simulador MEG, uma réplica em tamanho real do sistema MEG. O simulador MEG é decorado com adesivos com tema espacial e é equipado com uma porta de capacete simulada, uma cama, uma caixa de botão e, para exibições visuais, uma tela situada acima da porta falsa.

Descreva brevemente os procedimentos de varredura da MEG através da narrativa de uma missão espacial prática. Se a criança parecer nervosa, primeiro demonstre os procedimentos experimentais com um brinquedo. Coloque a criança com um capacete de astronauta, uma tampa de natação de poliéster que tem um detector de movimento ligado na frente.

Convide a criança para deitar no simulador e assistir a um vídeo de sua escolha. Sempre que o movimento da cabeça da criança exceder um limiar predeterminado, o sistema de rastreamento de movimento pausará automaticamente o vídeo e esperará que o experimentador reinicie manualmente o vídeo e restaure a linha de base do movimento. Quando a criança completar esta parte do treinamento do simulador, forneça-lhes treinamento sobre a tarefa experimental usando um conjunto separado de estímulos únicos.

No final do treinamento da tarefa, ofereça à criança um certificado de treinamento de astronauta. Quando a criança chegar, confirme que não está usando nenhum material magnético em suas roupas ou corpo, pois materiais magnéticos podem distorcer o sinal MEG. Em seguida, repita o procedimento de digitalização descrito na sessão de familiarização do MEG anteriormente.

Posteriormente, leve a criança ao MSR. Dois pesquisadores são necessários para este procedimento, um para acompanhar a criança dentro do MSR como pesquisador assistente, e o outro para executar a aquisição de dados meg fora do MSR como o principal pesquisador. A configuração do MSR normalmente leva cinco minutos.

Dentro do MSR, peça à criança para colocar a cabeça na porta do capacete. Verifique se a cabeça da criança está centralmente alinhada, de tal forma que a coroa da cabeça esteja o mais perto possível da parte de trás da porta do capacete sem tocá-la. Certifique-se de que a criança está confortável, relaxada e permanece o mais quieta possível para a gravação do MEG.

Ao configurar o equipamento, mantenha a criança entretida tocando um vídeo de sua escolha na tela acima da porta. Fora do MSR, realize uma medição da bobina de marcador de linha de base pré-experimento para registrar a posição inicial da cabeça em relação à porta do capacete. Em seguida, realize uma coregistração entre a cabeça da criança e o conjunto de sensores usando tanto a medição inicial da bobina do marcador quanto os dados de forma da cabeça de digitalização.

Essas medidas preparatórias permitem a inspeção visual da posição da cabeça dentro da porta para garantir que a cabeça da criança esteja corretamente posicionada. Se essas condições não forem atendidas, reposicione a cabeça da criança e realize outra coregistração antes de iniciar a aquisição de dados. Uma vez satisfeito com a posição da cabeça em relação à porta do capacete, inicie a gravação do MEG e a tarefa experimental.

Registos contínuos da cabeça com um sistema de software MEG pediátrico chamado movimento de cabeça em tempo real. Ao final do experimento, ofereça à criança uma bolsa de presente para sua participação e remunera a família pelos custos de tempo e viagem. Neste experimento, foram coletados dados de um menino de três anos que ouviu passivamente tons auditivos por 15 minutos.

Os dados foram des-noised, depois filtrados, corrigidos e mediados. As formas de onda de quadrado médio-raiz, ou RMS, foram computadas a partir de todos os sensores e os movimentos médios da cabeça no scanner foram de 44,3 milímetros. Como demonstrado, o movimento da cabeça em tempo real compensou os artefatos relacionados ao movimento, resultando em mapas de contorno isofield mais focal.

Formas de ondas magnéticas RMS muito distorcidas e reconstrução de fonte mais significativa nos lobos auditivos bilaterais. Durante todo o procedimento de teste, é importante construir relacionamento com a criança, manter a sessão divertida e envolvente, e responder a quaisquer sinais de ansiedade ou inquietação na criança. Ao treinar as crianças para manterem a cabeça parada durante as gravações pediátricas do MEG, melhoramos a qualidade dos nossos dados do MEG.

Técnicas avançadas de análise agora podem ser aplicadas a esses dados. A MEG pediátrica não só abre uma janela para o que está acontecendo eletricamente no cérebro, mas também nos permite mapear certas funções cognitivas para o cérebro em desenvolvimento.